DE2064203B2 - Vorrichtung zur Flüssigentwicklung elektrostatischer Ladungsbilder auf einem durchlaufenden bandförmigen Aufzeichnungsträger - Google Patents

Description

hindurch, die derart vorgespannt ist, daß sie reibmäßig die leitende Papierträgerschicht 18 berührt. Der Umfang der Walze 24 ist derart geätzt, daß von dieser Oberfläche das auf dem Papier zu druckende bzw. zu vervielfältigende Schriftbild nach außen absteht. Die Druckwalze ist dabei lediglich ein Beispiel für eine Druckelektrode. Die Elektrode kann vielmehr die Form von veränderlichen vorstehenden Typen haben, die durch einen Rechner gesteuert eine Rechnerausgabe liefern. Damit wird die Bildwalze im wesentlichen zu einer Druckwalze.

Eine Gleichspannungsquelle 28 gibt eine Anregungsbzw. Erregungsspannung von 700 V zwischen die Elektrode 26 und der Bildwalze 24 ab, die geerdet ist. Auf diese Weise wird ein elektrostatisches Feld über den Überzug 20 und der leitenden Trägerschicht 18 erzeugt, und zwar in denjenigen Bereichen des Umfangs der Bildwalze 24, die vorstehen und die Schicht 20 berühren. Die Bildwalze 24 dreht sich, wenn das Papier 14 zwischen sie und der Elektrode 26 hindurchgeleitet wird. Die Bildwalze 24 und die Elektrode 26 sind dabei etwas schmaler als das Papier 14 breit ist.

Auf dem Überzug 20 bleibt ein elektrostatisches Restfeld zurück, das dem Erregungsfeld entspricht und damit dem Bild auf dem Umfang der Bildwalze 24. Dieses Bild stellt ein latentes Ladungsbild, im folgenden auch nur kurz latentes Bild genannt, dar.

Das aus dem Bereich zwischen der Walze 24 und der Elektrode 26 austretende Papier 14 gelangt über eine Ausgabe-Mitlaufwalze 30 und um eine Stahl-Tonerwalze 32 einer Entwicklungs- oder Tonerstation 34 herum. Die Walze 32 führt das Papier, sie ist vorzugsweise genau so breit oder sogar noch etwas schmaler gewählt als das Papier. Der Kunststoffüberzug 20 des Papiers 14 zeigt dabei nach außen von der Walze 32 weg. Da die Antriebswalzen 10 und 12 das Papier 14 entgegen der Bremskraft der Abgabewalze ziehen, erzeugen die auf das Papier ausgeübten Längskräfte Radialkräfte, die nach innen zu der Achse der Walze 32 gerichtet sind. Auf diese Weise ist ein nahezu fester Kontakt zwischen ao der Walze 32 und der Trägerschicht des Papiers 14 gewährleistet.

Während dieses Vorgangs hält der dielektrische Kunststoffüberzug 20 des Papiers 14 über seine Dicke das latente elektrostatische Feld fest, das das latente Ladungsbild der Vorsprünge auf dem Umfang der Bildwalze 24 darstellt. Um dieses latente Bild zu entwickeln, gibt eine Pumpe 35 eine Tonerflüssigkeit ab. Diese Tonerflüssigkeit besteht aus einem eine hohe Beständigkeit besitzenden Träger, wie Kerosin, der einen spezifischen Widerstand von 10^l6Ohm pro ecm aufweist, und aus einer Suspension von geladenen, gefärbten thermoplastischen Harzpartikeln, die das eigentliche Druckmaterial bilden. Die Pumpe 36 fördert die Flüssigkeit 38 durch ein flexibles Rohr 40 zu einer Fächerdüse 42 hin. Diese Fächerdüse 42 verteilt die Flüssigkeit in Querrichtung über eine schräggestellte flache Stahlplatte 44, und zwar derart, daß eine flache laminare Flüssigkeitsströmung gebildet ist. Die Stahlplatte 44 ist genau so schmal wie oder sogar noch etwas schmaler als da» Papier 14 breit ist. Sie ist von der sich frei drehenden Tonerwalze 32 derart beabstandet, daß sich zwischen dem Überzug 20 und der Platte 4 ein Spalt in der Größe zwischen ca. 0,13 mm und 0,51 mm ergibt. Wenn die Flüssigkeit 38 durch den Spalt 46 hindurchströmt, berührt sie den Überzug 20 und bildet eine Flüssigkeitssichel 48. Die Flüssigkeitssichel 48 ist besonders deutlich in F i g. 3 veranschaulicht, in der in einer vergrößerten Schnittansicht die Walze 32, das Papier 14, die Platte 44, die Flüssigkeitssichel 48 und die Flüssigkeit 38 bei dem System gemäß F i g. 1 gezeigt sind.

Wie bereits erwähnt, strömt die Tonerflüssigkeit 38 unter der Wirkung der Schwerkraft zu der Tonerfläche hin, in der sie das Papier 14 aufgrund des geringen Abstands zwischen der Walze 32 und der flachen Platte 44 berührt Wenn die Flüssigkeit 38 das Papier 14 berührt, bildet sich die Flüssigkeitssichei 48 auf dem Überzug 20 aus. Die Flüssigkeitssichel 48 wird dabei durch die Adhäsionskräfte zwischen den Molekühlen der strömenden Flüssigkeit 38 und dem Überzug 20 des Papiers 14 gebildet und aufrecht gehalten. Sie verläuft quer über die Walze 32 und haftet umfangsmäßig von einer Seite des Spaltes bis zu der anderen Seite des Spaltes in dem nahesten Spaltbereich. Der Spalt 46 ist dabei hinreichend klein, um eine derartige Flüssigkeitssichel zu bilden, aber noch groß genug, um den Durchtritt von Tonerflüssigkeit 38 zu ermöglichen.

Die in dem Kerosin der Flüssigkeit 38 suspendierten thermoplastischen Harzteilchen werden aufgeladen; sie haften an denjenigen Bereichen der Oberfläche 20, die entgegengesetzt geladen sind. Auf diese Weise wird das jeweilige Bild sichtbar gemacht. Dies bedeutet, daß hierdurch das Bild entwickelt wird. Wenn das Papier 14 von den Antriebswalzen 10 und 12 abgezogen wird, führt es den oberen Bereich der Flüssigkeitssichel 48 ab und behält einen Teil der Flüssigkeit und die thermoplastischen Harzteilchen bei. Die Strömung, die die Flüssigkeitssichel trägt, wird durch die konstante Pumpwirkung der Pumpe 36 aufrecht gehalten. Die Strömung ist dabei so gewählt, bzw. eingestellt, daß das Papier 14 gerade die Flüssigkeit berührt. Dies hilft, eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit und eine Verteilung der Partikel oder Teilchen zu gewährleisten, welche nahezu ausschließlich von dem elektrostatischen Feld abhängt. Auf diese Weise wird ein gleichmäßig entwickeltes Bild erhalten.

Die Tonerteilchen bleiben an der nunmehr feuchten Oberfläche des Überzugs 20 haften. Ein Wischer 50 in Form eines längs genuteten Stabes führt einen gewissen Teil der Flüssigkeit 38 von dem dielektrischen Überzug 20 ab. Die aus der Flüssigkeitssichel 48 herausströmende übrige Flüssigkeit wird in einem Trog 52 aufgefangen und zu einem ausgewählten Vorratsbehälter 54, 56 und 58 zurückgeleitet, in denen sich Tonerflüssigkeiten verschiedener Farben befinden.

In den in den Vorratsbehältern 54, 56 und 58 enthaltenen Flüssigkeiten 38 sind thermoplastische Harzpartikeln verschiedener Farben suspendiert. Auf diese Weise kann in verschiedenen Farben gedruckt werden. Dabei sind sechs Paare von elektrisch betätigten Strömungsventilen 60, 62, 64, 66, 68 und 70 vorgesehen, die diejenige Flüssigkeit der Flüssigkeiten 38 auswählen, die von der Pumpe 36 aus den entsprechenden Vorratsbehältern gefördert werden. Die Ventile 60, 62, 64, 66, 68 und 70 sind dabei so ausgelegt, daß zwei Paare von Ventilen geschlossen sind und daß ein Paar von Ventilen für eine Flüssigkeitsströmung geöffnet ist.

Die Festigkeit, mit der das Papier um die Walze 32 herumgeführt ist, hilft, eine gleichmäßige Verteilung der Flüssigkeit über den Überzug 20 zu erzielen. Ferner hilft diese Maßnahme, die aus der Flüssigkeitssichel 48 austretende Flüssigkeit 38 daran zu hindern, die stärker absorbierende Trägerschicht 18 des Papiers 14 zu berühren. Eine derartige Berührung würde sonst dazu

führen, daß die Trägerschicht einen guten Teil der Flüssigkeit absorbieren würde und damit Schwierigkeiten beim Trocknen mit sich bringen würde. Die in der Flüssigkeit auf dem Papapier enthaltenen Teilchen sind dabei in denjenigen Bereichen konzentriert, die das elektrostatische Feld führen.

Die Stahlwalze 32 und die Stahlplatte 44 befinden sich über dem Spalt in geringer Entfernung voneinander. In der Nähe des Spalts neigen die Stahlwalze 32 und die Stahlplatte 44 dazu, das elektrostatische Restfeld über das Dielektrikum 20 derart auszurichten bzw. zu orientieren, daß dieses Feld nahezu senkrecht zu dem Dielektrikum verläuft. Durch eine derartige Ausrichtung ist die Ausbildung eines Randeffekts vermieden. Damit ist die Erzeugung eines scharfen sichtbaren Bildes gewährleistet. Ferner ist eine Unscharfe vermieden, die durch den Randeffekt eingeführt werden kann. Je schmaler der betreffende Spalt ist, umso schärfer ist das erzielte Bild.

Eine Mitlaufwalze 70 leitet das Papier in eine Trockenvorrichtung ein, in der das Bild fixiert wird. In dieser Trockenvorrichtung gelangt das Papier zwischen zwei Quetschwalzen einer elastischen Gegenwalze 74, die die Trägerschicht des Papiers 14 berührt, und einer zweiten elastischen Absorptionswalze 76, die den feuchten Toner tragenden Überzug 20 des Papiers 14 berührt. Beide Quetschwalzen 74 und 76 bewegen sich zusammen mit dem Papier 14. Traganordnungen 77, die die Quetschwalzen 74 und 76 tragen, spannen diese derart vor, daß ein Druck auf das Papier 14 ausgeübt wird.

Wenn das Papier durch die Quetschwalzen 74 und 76 hindurch geführt wird, wird nicht nur dieses zusammengedrückt, sondern auch ein Teil der Umfangsfläche des elastischen Materials. Das elastische Material der Absorptionswalze 76 ist von der Art, daß es die Flüssigkeit 38 absorbiert. Wenn die Walze 76 mit ihrem Umfang nahe des Berührungspunktes mit der Walze 74 zusammengepreßt ist, wird jegliche in der Absorptionsoberfläche enthaltene Luft bzw. jegliche in der betreffenden Absorptionsoberfläche enthaltene andere Flüssigkeit herausgedrückt. Wenn das Papier durch diese Quetschwalzen hindurchläuft und aus deren Druckbereich heraustritt, beginnt der Teil der Walze 76, der zusammengepreßt worden ist, sich auszuweiten und den Kerosinträger in der Flüssigkeit 38 auf der Oberfläche des Überzugs 20 des Papiers 14 zu absorbieren. Diejenigen Tonerteilchen, die aufgrund ihres elektrophoretischen Zustande von den geladenen Bereichen des Überzugs 20 angezogen werden, bleiben auf und in den Rissen bzw. Spalten des Überzugs 20 zurück. Die Beseitigung der umgebenden Flüssigkeit führt zur Aushärtung oder Verfestigung der Tonerteilchen, so daß diese selbst an dem Papier haften. Auf diese Weise wird ein dauerhafter Druck auf dem Papier 14 und die Fixierung des betreffenden Bildes erhalten.

Das Papier kann bei dem Zusammendrücken auch einen Teil der Tonerteilchen auf die Walze 76 übertragen. Diese Tonerteilchen können dann auf einen nachfolgenden Bereich des sich bewegenden Papiersübertragen werden. Um dies zu verhindern, ist eine rotierende Reinigungsbürste 78 vorgesehen, die in eine in einem Trog 82 enthaltende Reinigungsflüssigkeit 80 eintaucht und die Reinigungsflüssigkeit an die Oberfläche der elastischen Walze 76 abgibt. Dadurch werden jegliche bildformenden Teilchen von der Walze 76 abgeführt.

Ein eine Preßeinrichtung darstellender Abstreifer 84 übt auf die Oberfläche der Walze 76 einen Druck aus, nachdem diese die Bürste 78 berührt hat. Der Abstreifer 84 drückt die Oberfläche der elastischen Walze zwischen sich und der Walzenachse zusammen. Dadurch wird jegliche Tonerflüssigkeit und Reinigungsflüssigkeit, die in den absorbierenden Poren der betreffenden Walze 76 enthalten sind, herausgedrückt Gleichzeitig werden die auf der Walzenoberfläche vorhandene Tonerflüssigkeit und Reingiungsflüssigkeit abgeführt, und außerdem wird die betreffende Oberfläche weitgehend getrocknet. Ferner wird jegliche Flüssigkeit, die aus der Walze herausgedrückt worden ist, abgeführt. Dadurch wird das Papier weitgehend getrocknet. Das Papier gelangt dann zwischen die Antriebswalzen 10 und 12 hindurch zu einer Auswertebzw. Verwendungsstation hin. Der Abstreifer vermeidet im übrigen die Wirkung einer Quetschwalze, die ihrerseits die jeweils herausgequetschte Flüssigkeit wieder abgeben würde.

Durch eine Antriebssteuereinrichtung 86, welche die Geschwindigkeit der Antriebswalze 10 ermittelt, wird die Strömung der Pumpe 36 derart reguliert, daß mehr oder weniger Flüssigkeit 3t' aus der Düse 42 abgegeben werden kann, und zwar entsprechend der Geschwindigkeit des Papieres 14. Ist die Papiergeschwindigkeit des Papiers 14 in dem Spalt 46 derart hoch, daß große Flüssigkeitsmengen in der Flüssigkeitssichel 48 innerhalb einer kurzen Zeitspanne abgeführt bzw. abgescherl werden, so wird auf diese Weise eine hinreichende Flüssigkeitsmenge wieder bereitgestellt, um die Flüssigkeit in der Flüssigkeitssichel zu ersetzen.

Die Quetschwalzen 74 und 76 und der Abstreifer 84 verhindern, daß Flüssigkeitsmengen an dem Aufzeichnungsträger 14 haften. Auf diese Weise ist das Erfordernis einer Trocknung des Aufzeichnungsträgers durch Verdampfung vermieden. Dadurch kann die Druckgeschwindigkeit erhöht werden, währenddessen die Bedienpersonen der betreffenden Vorrichtung vor unangenehmen Dämpfen verschont sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Flüssigentwicklung elektrostatischer Ladungsbilder auf einem durchlaufenden bandförmigen Aufzeichnungsträger mit einem ausgangsseitig angeordneten Quetschwalzenpaar zur Entfernung restlicher Entwicklerflüssigkeit vom Aufzeichnungsträger, wobei die eine der Quetschwalzen ein poröses flüssigkeitsabsorbierendes Oberflächenmaterial aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberflächenmaterial zusammendrückbar ist, und durch eine Abstreifvorrichtung (84), die an der einen Quetschwalze (76) mit Druck anliegt, so daß das Oberflächenmaterial zusammengedrückt und dadurch absorbierte Entwicklerflüssigkeit von der einen Quetschwalze (76) abgestreift wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Quetschwalzen (74,76) kompressibJe AbsorptionsoberfJächen aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Quetschwalzen (74,76) aus einem porösen Elastomer bestehen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reinigungseinrichtung (78) vorgesehen ist, welche die eine Quetschwalze (76) zur Beseitigung von Tonerablagerungen, die durch den Aufzeichnungsträger (14) zurückgelassen sind, mit einer Reinigungsflüssigkeit (80) beaufschlagt, und daß die Abstreifvorrichtung (84) die Oberfläche der betreffenden Quetschwalze (76) an einer Stelle hinter der Reinigungseinrichtung (78) zusammendrückt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungseinrichtung durch eine Bürstenwalze (78) gebildet ist, die die eine Quetschwalze (76) berührt, und daß ein Reinigungsflüssigkeitsvorratsbehälter (82) für die Aufnahme der Reinigungsflüssigkeit (80) durch die Bürstenwalze (78) vorgesehen ist, derart, daß bei Drehung der einen Quetschwalze (76) die Bürstenwalze (78) sich mit dieser Quetschwalze (76) dreht und die Reinigungsflüssigkeit (80) an deren Oberfläche abgibt.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Flüssigentwicklung elektrostatischer Ladungsbilder auf einem durchlaufenden bandförmigen Aufzeichnungsträger mit einem ausgangsseitig angeordneten Quetschwalzenpaar zur Entfernung restlicher Entwicklerflüssigkeit vom Aufzeichnungsträger, wobei die eine der Quetschwalzen ein poröses flüssigkeitsabsorbierendes Oberflächenmaterial aufweist.

Eine Vorrichtung der vorstehend bezeichneten Art ist bereits bekannt (DE-OS 18 13 962, DE-OS 15 22 739). Von Nachteil bei dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch, daß die vorhandenen Quetschwalzen eine von dem Aufzeichnungsträger zunächst entfernte Entwicklerflüssigkeit im Zuge ihres Umlaufs auf den Aufzeichnungsträger wieder aufzubringen vermögen. Dadurch ist dann nicht sichergestellt, daß die Entwicklung von auf dem Aufzeichnungsträger befindlichen elektrostatischen Ladungsbildern aufhört.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie eine Vorrichtung der eingangs

genannten Art auszubilden ist, damit auf relativ einfache Weise die Entfernung von restlicher Entwicklerflüssigkeit vom Aufzeichnungsträger mittels des vorgesehenen Quetschwalzenpaares gewährleistet werden kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß das Oberflächenmaterial zusammendrückbar ist, und durch eine Abstreifvorrichtung, die an der einen Quetschwalze mit Druck anliegt, so daß das Oberflächenmaterial zusammengedrückt und dadurch absorbierte Entwicklerflüssigkeit von der einen Quetschwalze abgestreift wird.

Die Erfindung bringt gegenüber den oben betrachteten bekannten Vorrichtungen den Vorteil mit sich, daß mit relativ geringem konstruktiven Aufwand sichergestellt ist, daß von dem Quetschwalzenpaar die von diesem zunächst von dem Aufzeichnungsträger abgeführte Entwicklerflüssigkeit entfernt wird, so daß diese Entwicklerflüssigkeit durch die umlaufenden Quetschwalzen nicht wieder auf den Aufzeichnungsträger aufgebracht wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein eine Vorrichtung gemäß der Erfindung verwendendes Drucksystem.

F i g. 2 zeigt in einer Schnittansicht einen Aufzeichnungsträger des Drucksystems gemäß F i g. 1.

F i g. 3 zeigt in einer Schnittansicht Einzelheiten eines Entwicklungsteils des Drucksystems gemäß Fig. 1.

Fig.4 zeigt in einer Schnittansicht eine Einzelheit eines Trocknungsabschnitts des Drucksystems gemäß Fig. 1.

In F i g. 1 sind zwei umfangsmäßig aneinander anliegende elastische Antriebswalzen 10 und 12 vorgesehen, die unter Drehung in der dargestellten Richtung eine Bahn eines elektrografischen Papiers 14 zusammendrücken und von einer Abwickelwalze 16 abziehen, auf der das Papier aufgewickelt ist. Eine Schnittansicht des Papiers ist in F i g. 2 dargestellt. Das Papier besteht aus einer leitend behandelten Papierfaser-Trägerschicht 18, welche einen dielektrischen Kunststoffüberzug 20 trägt. Das Papier ist auf der Walze 16 derart aufgewickelt, daß der Überzug 20 auf der Innenseite liegt.

Das Papier 14 stellt einen Aufzeichnungsträger dar. Es wird im folgenden als Papier bezeichnet, obwohl nur ein Teil aus Papierfasern besteht. Die Trägerschicht 18 kann dabei zum Beispiel ca. 76 μηι dick sein und der Überzug kann etwa 13 μπι dick sein. Die Dicke des Papiers ist in der Zeichnung der Klarheit wegen etwas vergrößert dargestellt.

Eine Bremseinrichtung 17 hält das Papier 14 unter Längsspannung, wenn es durch die Antriebswalzen 10 und 12 gezogen wird. Dadurch wird das Papier gespannt gehalten. Die Lager der Walze 16 können dabei eine hinreichend hohe Reibung ausüben, um die Bremseinrichtung 17 zu bewegen.

Das von der Abgabewalze 16 abgeführte Papier 14 gelangt um eine Mitlaufwalze 22 herum, und zwar derart, daß der dielektrische Überzug 20 die Walze 22 berührt. Eine Anregungs- bzw. Erregungsstation 23 bewirkt dann eine Anregung bzw. Erregung des Papiers. In der Anregungsstation 23 läuft das Papier 14 zwischen der Umfangsoberfläche einer Mitnahme-Bildwalze 24, die den Überzug 20 berührt, und einer Elektrode 26